专利名称：生物信号检测电极和生物信号检测设备的制作方法
技术领域：
本公开涉及一种与生物体的表面接触并检测生物信号的生物信号检测电极以及包含该生物信号检测电极的生物信号检测设备。
背景技术：
生物体中(动物，包括人)产生的生物信号(例如，脑电波或肌电信号)可通过连接至生物体体表的电极测量。需要电连接该电极和体表，以足够精确地测量生物信号。就此而言，例如，一般使用的是通过导电流体连接电极和体表的方法。在日本专利申请公开第2006-006666号(段落
，图3)中，一种由海绵等形成的柔性构件(其浸溃有电解质溶液)用作脑电波检测电极。当电极接触头部表面并柔性变形时，电解质溶液渗出，从而确保了头部表面和电极之间的传导。
发明内容
然而，在日本专利申请公开第2006-006666号(段落
，图3)中公开的电极中，浸溃于柔性件的电解质溶液随时间的流逝将蒸发。因此，其被认为是难以使用该电极进行长时间的测量。此外，关于长时间测量，电极的佩戴感觉(例如，没有痛感)也非常重要。鉴于以上说明的情况，需要一种适于长时间佩戴的生物信号检测电极和生物信号检测设备。根据本公开的实施 方式，提供了一种生物信号检测电极，包括含水件和吸水片。该含水件浸溃有导电流体并具有柔性。该吸水片覆盖含水件并且能够透过导电流体。根据该配置，由于含水件沿生物体表面形状变形或位移，该生物信号检测电极可稳定地与生物体接触。此外，由于吸水片允许导电流体缓慢蒸发，即使生物信号检测电极使用了较长的时间也能防止导电流体变干。此外，当测量完成后，生物信号检测电极从生物体表面移除时，其可以移除生物体表面的由导电流体导致的污垢，这是因为吸水片在一定程度上吸收附着在生物体表面的导电流体。该生物信号检测电极还可包括由侧面和底面形成的容器并且包括具有至底面的传导的电极端子。该含水件被容纳在容器中，并且吸水片可覆盖容器和含水件。根据该配置，该含水件可由容器保持。该含水件可由多个珠子形成。根据该配置，由于多个珠子一起沿生物体表面形状移动，该生物信号检测电极可稳定地与生物体接触。该含水件可由高吸水性聚合物形成。根据该配置，由于该高吸水性聚合物沿生物体的表面形状变形，因此该生物信号检测电极可稳定地与生物体接触。该含水件可由配置在容器的底面上的多个珠子和配置在多个珠子上的多个棉棒形成。根据该配置，由于多个棉棒沿生物体表面形状延伸的同时在多个珠子上移动，因此该生物信号检测电极可稳定地与生物体接触。该吸水片可由聚烯烃膜形成。该含水件可由交联聚丙烯酸偏钠盐形成。根据本公开的实施方式，提供了一种生物信号检测设备，包括生物信号检测电极和支架(brace)。该生物信号检测电极包括浸溃有导电流体且具有柔性的含水件以及吸水片，吸水片覆盖含水件并且导电流体能渗透穿过该吸水片。支架被配置为使生物信号检测电极与生物体接触。如上所述，根据本公开 的实施方式，可以提供一种适于长时间佩戴的生物信号检测电极和生物信号检测设备。本公开的这些和其他目的、特征以及优点将通过本公开的最佳实施方式的详细说明(如附图示出)变得更加明显。
图1是示出根据本公开第一实施方式的生物信号检测电极的透视图；图2是示出该生物信号检测电极的容器的透视图；图3是示出容纳于该生物信号检测电极容器的珠子的透视图；图4是示出根据本公开第二实施方式的生物信号检测电极的透视图；图5是示出根据本公开第三实施方式的生物信号检测电极的透视图；图6是示出根据本公开第四实施方式的生物信号检测电极的透视图；图7是示出根据本公开第五实施方式的生物信号检测电极的透视图；以及图8是示出根据本公开第六实施方式的生物信号检测电极的透视图。
具体实施例方式(第一实施方式)将说明根据本公开第一实施方式的生物信号检测电极。图1是示出根据该实施方式的生物信号检测电极100的透视图。如图中所示，该生物信号检测电极100包括容器101、珠子102、以及吸水片103。珠子102容纳在容器101中，并且覆盖有吸水片103。该吸水片103被绑于容器101。图2示出仅有容器101的透视图。如该图中所示，容器101具有侧面101a，形状为圆柱形，以及通向侧面10la的底面101b，从而容器101由侧面10la和底面10lb组成。值得注意，容器101的形状不限于圆柱形。侧面10la可由绝缘材料形成，例如，合成树脂。底面10lb可由诸如金属的导电材料形成，并且被配置为在容器内侧和外侧具有导电性。值得注意，在底面10lb上形成端子101c，用于连接生物信号检测电极100至支架(例如，头帽(headgear))。虽然容器101的尺寸未具体限制，但其直径例如可以是大约1cm。
图3是示出容纳于容器101的珠子102的透视图。如图所示，珠子102形成的尺寸使其能够容纳于容器101中并且在使用时容纳在容器101中。珠子102容纳在容器101中，以从容器101的侧面IOla突出一些。珠子102可由保水材料形成，能够保持流体，例如，交联聚丙烯酸偏钠盐。珠子102通过浸溃导电流体被使用。虽然该导电流体不具体限定，但其例如可以是氯化钠溶液(0. 9%)。事先通过将珠子102浸泡于导电流体中使导电流体浸溃入珠子102。吸水片103覆盖容器101和珠子102，并且因此珠子102容纳于容器101，如图1所示。可使用诸如橡胶和线的带子103a将吸水片103绑于侧面101a。此时，由于容纳的珠子102从侧面IOla突出一些(如以上说明)，因此吸水片103被固定至该容器101，同时在它们之间具有一些张力。该吸水片103可由具有吸水性能的材料形成，例如，包括聚烯烃膜的片状件。关于此类构件，例如，可从用作尿布表面构件(皮肤接触构件)的构件转换而来。该生物信号检测电极100如以上说明的配置。通过如以上说明配置生物信号检测电极100，可获得以下效果。即，当生物信号检测电极100接触生物体表面时，浸溃入珠子102的导电流体渗透穿过吸水片103并附着在生物体的表面，从而使生物信号检测电极100电接触生物体的表面。此时，由于珠子102在容器101中沿生物体表面的形状独立移动，因此可以确保吸水片103和生物体表面之间的物理接触。此外,该生物信号检测电极100可柔性地接触生物体表面。此外，由于导电液体浸溃入珠子102且覆盖有吸水片103，所以导电液体蒸发缓慢。即使该生物信号检测电极 100使用了较长的时间，也可防止导电液体变干。此外，当测量完成后，生物信号检测电极100从生物体表面移除时，其可以移除生物体表面的由导电流体导致的污垢，这是因为吸水片103在一定程度上吸收附着在生物体表面的导电流体。(第二实施方式)将说明根据本公开第二实施方式的生物信号检测电极。值得注意，在该实施方式中，与根据第一实施方式的生物信号检测电极100配置相同的那些配置将省略说明。图4是示出根据该实施方式的生物信号检测电极200的透视图。值得注意，生物信号检测电极200覆盖有吸水片103，如根据第一实施方式的生物信号检测电极100那样，但该吸水片103未在图4中示出。如图4所示，该生物信号检测电极200包括高吸水性聚合物201以取代根据第一实施方式的生物信号检测电极100的珠子102。高吸水性聚合物201在尺寸和形状上进行了处理，使其能够容纳于容器101并且在使用时容纳在容器101中。优选地，高吸水性聚合物201的尺寸使其从容器101的侧面IOla突出一些。高吸水性聚合物201可由交联聚丙烯酸偏钠盐形成，并且用于尿布的高吸水性聚合物可转向用作该高吸水性聚合物201。高吸水性聚合物201在使用时浸溃有导电流体。虽然不具体限制该导电流体，但可使用，例如，氯化钠溶液(0. 9%)、电极导电膏(例如，signagel 电极胶)。可事先通过与高吸水性聚合物201混合使该导电流体浸溃入高吸水性聚合物201。吸水片103 (图4中未示出)可以是具有吸水性能的材料，例如，包括聚烯烃膜的片状构件，如第一实施方式。吸水片103覆盖容器101和高吸水性聚合物201，并且因此高吸水性聚合物201容纳于容器101。此时，由于高吸水性聚合物201被形成为使得具有从侧面IOla突出一些的尺寸(如以上说明)，因此吸水片103被固定于容器101，同时具有一些张力。生物信号检测电极200如以上说明的配置。通过如以上说明配置生物信号检测电极200，可获得以下效果。S卩，当生物信号检测电极200接触生物体表面时，浸溃入高吸水性聚合物201的导电流体渗透穿过吸水片103并附着在生物体的表面，从而使生物信号检测电极200电接触生物体的表面。此时，由于高吸水性聚合物201在容器101中沿生物体表面的形状变形，因此可以确保吸水片103和生物体表面之间的物理接触。此外，生物信号检测电极200可柔性地接触生物体表面。此外，由于导电液体浸溃入高吸水性聚合物201且覆盖有吸水片103，所以导电液体蒸发缓慢。即使生物信号检测电极200被使用了较长的时间，也可防止导电液体变干。此夕卜，当测量完成后，生物信号检测电极200从生物体表面移除时，可以移除生物体表面的由导电流体导致的污垢，这是因为吸水片103在一定程度上吸收附着在生物体表面的导电流体。(第三实施方式)将说明根据本公开第三实施方式的生物信号检测电极。值得注意，在该实施方式中，与根据第一实施方式的生物信号检测电极100配置相同的那些配置将省略说明。图5是示出根据该实施方式的生物信号检测电极300的透视图。值得注意，生物信号检测电极300覆盖有吸水片103，如根据第一实施方式的生物信号检测电极100那样，但该吸水片103未在图5中示出。如图5所不,该生物信号检测电极300包括珠子301和棉棒302,以取代根据第一实施方式的生物信号检测电极100的珠子102。虽然珠子301可由如根据第一实施方式中的珠子102的保水材料形成并且具有与根据第一实施方式的珠子102相同的尺寸，但所容纳的珠子301在数量上能够在容器101的底面IOlb上线性排列而不会相互重叠，这与第一实施方式不同。棉棒302可为具有切割至适当尺寸的一般的棉棒。棉棒302在如上所述配置的珠子301上垂直于容器101的底面IOlb配置。具体地，使用在数量上填满容器101的体积的棉棒302。棉棒302在尺寸上从侧面IOla突出一些。珠子301和棉棒302如第一实施方式浸溃有导电流体。作为替换,该导电流体可能仅浸溃入珠子301。也在该情况下，导电流体从珠子301供给至棉棒302。吸水片103 (在图5中未示出)可以是具有吸水性能的材料，例如，由聚烯烃膜形成的片状构件，如第一实施方式。吸水片103覆盖容器101和棉棒302以及珠子301，并且因而珠子301和棉棒302容纳于容器101。此时，由于形成的棉棒302在尺寸上如上所述从侧面IOla突出一些，因此吸水片103被固定于容器101，同时具有一些张力。生物信号检测电极300如以上说明的配置。通过如以上说明配置生物信号检测电极300，可获得以下效果。即，当生物信号检测电极300接触生物体表面时，浸溃入珠子301和棉棒302的导电流体渗透穿过吸水片103并附着在生物体的表面，从而使生物信号检测电极300电接触生物体的表面。此时，由于棉棒302沿生物体表面伸缩，同时在珠子301上旋转，因此可以确保吸水片103和生物体表面之间的物理接触。此外,该生物信号检测电极300可柔性地接触生物体表面。 此 外，由于导电液体浸溃入珠子301和棉棒302且覆盖有吸水片103,所以导电液体蒸发缓慢。即使该生物信号检测电极使用了较长的时间，也可防止导电液体变干。此外，当测量完成后，生物信号检测电极300从生物体表面移除时，其可以移除生物体表面的由导电流体导致的污垢，这是因为吸水片103在一定程度上吸收附着在生物体表面的导电流体。(第四实施方式)将说明根据本公开第四实施方式的生物信号检测电极。图6是示出根据该实施方式的生物信号检测电极400的透视图。如图所示，生物信号检测电极400包括一次性电极401、导电凝胶402、以及吸水片403。导电凝胶402放置在一次性电极401上，并且吸水片403覆盖导电凝胶402。该一次性电极401是一种通过附着人体皮肤等通常单独使用的一种电极，并且该电极包括涂布有导电粘合胶的皮肤粘附表面。图6不出一次性电极401的皮肤粘合表面的侧面。在皮肤粘合表面IOlb的背侧设置有端子401a，用于连接生物信号检测电极400至支架(例如，头帽)。根据该实施方式的生物信号检测电极400是通过使用该一次性电极401形成的。关于导电凝胶402，例如可使用signagel 电极胶，并且导电凝胶402被放置在皮肤粘合表面的中心。虽然导电凝胶402的量是任意的，但优选导电凝胶402的量使得在皮肤粘合表面的中心形成凸起部分。吸水片403可以是具有吸水性能的材料，例如，由聚烯烃膜形成的片状构件，如第一实施方式。吸水片403覆盖皮肤粘合表面和导电凝胶402。可使用吸水片403，导电凝胶402可渗透穿过该吸水片。可使用线等(未示出)将该吸水片403固定至一次性电极401。该生物信号检测电极400如以上说明的配置。通过如以上说明配置生物信号检测电极400，可获得以下效果。即，当生物信号检测电极400接触生物体表面时，导电凝胶402渗透穿过吸水片403并附着在生物体的表面，从而使生物信号检测电极400电接触生物体的表面。此时，由于导电凝胶402沿生物体表面的形状而变形，可以确保吸水片403和生物体表面之间的物理接触。此外，该生物信号检测电极400可柔性地接触生物体表面。此外，由于导电凝胶402覆盖有吸水片403，因此防止了导电凝胶402变干。此外，当测量完成后，生物信号检测电极400从生物体表面移除时，可以移除生物体表面的由导电凝胶402导致的污垢，这是因为吸水片403在一定程度上吸收附着在生物体表面的导电凝胶。(第五实施方式)将说明根据本公开第五实施方式的生物信号检测电极。图7是示出根据该实施方式的生物信号检测电极500的透视图。如图所示，生物信号检测电极500包括导电凝胶501和吸水片502，并且具有导电凝胶501覆盖有吸水片502的配置。关于导电凝胶501，可使用signagel 电极胶，并且导电凝胶501的量可以是任意的。吸水片502可以是具有吸水性能的材料，例如，由聚烯烃膜形成的片状构件，如第一实施方式，并且覆盖导电凝胶501。可使用吸水片502，导电凝胶501可渗透穿过该吸水片。可以将该吸水片502用带502a绑住，形成为袋状。关于吸水片502，可设置端子502b，用于连接生物信号检测电极500至支架(例如，头帽)。端子502b可插入吸水片502且与导电凝胶501接触。生物信号检测电极500如以上说明的配置。通过如以上说明配置生物信号检测电极500，可获得以下效果。S卩，当生物信号检测电极500接触生物体表面时，导电凝胶501渗透穿过吸水片502并附着在生物体的表面，从而使生物信号检测电极500电接触生物体的表面。此时，由于导电凝胶501沿生物体表面的形状而变形，因此可以确保吸水片502和生物体表面之间的物理接触。此外，生物信号检测电极500可柔性地接触生物体表面。此外，由于导电凝胶501覆盖有吸水片502，因此防止了导电凝胶501变干。此外，当测量完成后，生物信号检测电极500从生物体表面移除时，其可以移除生物体表面的由导电凝胶501导致的污垢，这是因为吸水片502在一定程度上吸收附着在生物体表面的导电凝胶501。(第六实施方式)将说明根据本公 开第六实施方式的生物信号检测电极。图8是示出根据该实施方式的生物信号检测电极600的透视图。如图所示，生物信号检测电极600包括海绵601。关于海绵601，可使用一般家用的海绵，并且应适当地挑选海绵601的尺寸。值得注意，在海绵601上有切口 601a。切口 601a可以以格子形状形成在海绵601的中间。此夕卜，在海绵601上可设置端子601b，用于连接生物信号检测电极600至支架(例如，头帽)。诸如氯化钠溶液(0. 9%)的导电流体或诸如signagel' 电极胶的导电凝胶被浸入海绵601。值得注意，海绵601优选是细目的海绵，以防止导电流体变干。 生物信号检测电极600如以上说明的配置。通过如以上说明配置生物信号检测电极600，可获得以下效果。即，当生物信号检测电极600接触生物体表面时，浸溃入海绵601的导电流体附着在生物体的表面，从而使生物信号检测电极600电接触生物体的表面。此时，由于海绵601形成有切口 601a，因此可确保海绵601和生物体表面之间的物理接触。此外，生物信号检测电极600可柔性地接触生物体表面。在第一实施方式至第六实施方式中说明的每个生物信号检测电极可附接至支架(例如，头帽)，以使每个生物信号检测电极接触生物体的表面且用作生物信号检测设备。本公开不限于以上提到的实施方式，并且在不违背本技术的要旨的情况下可进行各种修改。值得注意，本公开也可采用以下配置。(I) 一种生物信号检测电极,包括
含水件，浸溃有导电流体并具有柔性；以及吸水片，覆盖含水件并且导电流体能够从其渗透。(2)根据(I)项的生物信号检测电极，还包括容器，由侧面和底面形成，并且包括具有到底面的传导性的电极端子，其中，含水件被容纳在容器中，并且吸水片覆盖容器和含水件。( 3 )根据(I)或(2 )项的生物信号检测电极，其中，含水件由多个珠子形成。( 4 )根据(I)至(3 )任一项的生物信号检测电极，其中，含水件由高吸水性聚合物形成。( 5 )根据(I)至(4 )任一项的生物信号检测电极，其中，该含水件由布置在容器的底面上的多个珠子和布置在多个珠子上的多个棉棒形成。( 6 )根据 (I)至(5 )任一项的生物信号检测电极，其中，吸水片由聚烯烃膜形成。(7 )根据(I)至(6 )任一项的生物信号检测电极，其中，含水件由交联聚丙烯酸偏钠盐形成。(8) 一种生物信号检测设备，包括生物信号检测电极，包括浸溃有导电流体且具有柔性的含水件以及覆盖含水件并且导电流体能够从其渗透的吸水片；以及支架，配置为使生物信号检测电极与生物体接触。本公开包含与2011年10月3日向日本专利局提交的日本在先专利申请JP2011-219418的主题相关的主题，其全部内容结合于此作为参考。本领域技术人员应理解，根据设计要求和其他因素，可进行各种修改、组合、子组合和替换，均在所附权利要求或其等价物的范围内。
权利要求
1.ー种生物信号检测电极，包括 含水件，浸溃有导电流体，并且具有柔性；以及 吸水片，覆盖所述含水件，并且所述导电流体能够从其滲透。
2.根据权利要求1所述的生物信号检测电极，还包括 容器，由侧面和底面形成，并且包括具有到所述底面的传导性的电极端子，其中， 所述含水件被容纳在所述容器中，以及 所述吸水片覆盖所述容器和所述含水件。
3.根据权利要求2所述的生物信号检测电极，其中， 所述含水件由多个珠子形成。
4.根据权利要求2所述的生物信号检测电极，其中， 所述含水件由高吸水性聚合物形成。
5.根据权利要求2所述的生物信号检测电极，其中， 所述含水件由布置在所述容器的底面上的多个珠子和布置在所述多个珠子上的多个棉棒形成。
6.根据权利要求1所述的生物信号检测电极,其中， 所述吸水片由聚烯烃膜形成。
7.根据权利要求1所述的生物信号检测电极,其中， 所述含水件由交联聚丙烯酸偏钠盐形成。
8.根据权利要求1所述的生物信号检测电极,其中， 所述吸水片形成为袋状。
9.ー种生物信号检测设备，包括 生物信号检测电极，包括含水件和吸水片，所述含水件浸溃有导电流体并且具有柔性，所述吸水片覆盖所述含水件并且所述导电流体能够从其滲透；以及支架，配置为使所述生物信号检测电极与生物体接触。
全文摘要
一种生物信号检测电极和生物信号检测设备。该生物信号检测电极包括含水件和吸水片。该含水件浸渍有导电流体并且具有柔性。该吸水片覆盖含水件并且导电流体能够从其渗透。
文档编号A61B5/04GK103027674SQ20121036157
公开日2013年4月10日 申请日期2012年9月25日 优先权日2011年10月3日
发明者山本拓郎, 相马温彦, 和田成司, 中岛悠策, 富田尚 申请人:索尼公司